O aumento da temperatura do oceano levou ao derretimento dos mantos de gelo da Antártida e causou um aumento extremo do nível do mar em mais de 100, 000 anos atrás, mostra um novo estudo internacional liderado pela UNSW Sydney.

O derretimento em massa do manto de gelo da Antártica Ocidental foi uma das principais causas da elevação do nível do mar durante um período conhecido como o Último Interglacial (129, 000-116, 000 anos atrás), uma equipe internacional de cientistas liderada por Chris Turney da UNSW descobriu. A pesquisa foi publicada hoje em Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) . A extrema perda de gelo causou um aumento de vários metros no nível médio do mar global - e levou menos de 2 ° C de aquecimento do oceano para que ocorresse.

"Não apenas perdemos muito do manto de gelo da Antártica Ocidental, mas isso aconteceu muito cedo durante o Último Interglacial, "diz Chris Turney, Professor em Ciências da Terra e do Clima na UNSW Sydney e principal autor do estudo.

Finas camadas de cinzas vulcânicas antigas no gelo ajudaram a equipe a identificar quando ocorreu o derretimento em massa. De forma alarmante, os resultados indicaram que a maior parte da perda de gelo ocorreu nos primeiros milênios, mostrando como a Antártica é sensível a altas temperaturas.

"O derretimento foi provavelmente causado pelo aquecimento do oceano a menos de 2 ° C - e isso é algo que tem grandes implicações para o futuro, dado o aumento da temperatura do oceano e o degelo da Antártica Ocidental que está acontecendo hoje, "Professor Turney diz.

Durante o Último Interglacial, as temperaturas dos oceanos polares estavam provavelmente menos de 2 ° C mais altas do que hoje, tornando-o um período útil para estudar como o aquecimento global futuro pode afetar a dinâmica do gelo e os níveis do mar.

"Este estudo mostra que perderíamos a maior parte do manto de gelo da Antártica Ocidental em um mundo mais quente, "diz o professor Turney.

Em contraste com a camada de gelo da Antártica Oriental - que fica principalmente em terreno elevado - a camada de gelo da Antártica Ocidental repousa no fundo do mar. É orlado por grandes áreas de gelo flutuante, chamadas de plataformas de gelo, que protegem a parte central da folha.

À medida que a água mais quente do oceano viaja para as cavidades abaixo das plataformas de gelo, gelo derrete por baixo, afinando as plataformas e tornando o manto de gelo central altamente vulnerável ao aquecimento das temperaturas do oceano.

Voltando no tempo

Para realizar suas pesquisas, O professor Turney e sua equipe viajaram para a área de gelo azul de Patriot Hills, um local localizado na periferia do manto de gelo da Antártica Ocidental, com o apoio da Antarctic Logistics and Expeditions (ou ALE).

As áreas de gelo azul são o laboratório perfeito para os cientistas devido à sua topografia única - elas são criadas por ferozes, ventos catabáticos de alta densidade. Quando esses ventos sopram sobre as montanhas, eles removem a camada superior de neve e corroem o gelo exposto. À medida que o gelo é removido, o gelo antigo sobe para a superfície, oferecendo uma visão sobre a história do manto de gelo.

Enquanto a maioria dos pesquisadores da Antártica perfura o núcleo de gelo para extrair suas amostras, esta equipe usou um método diferente - análise horizontal do núcleo de gelo.

"Em vez de perfurar quilômetros no gelo, podemos simplesmente caminhar por uma área de gelo azul e viajar milênios de volta. Ao coletar amostras de gelo da superfície, somos capazes de reconstruir o que aconteceu com este precioso ambiente no passado, "Professor Turney diz.

Por meio de medições de isótopos, a equipe descobriu uma lacuna no registro do manto de gelo imediatamente antes do Último Interglacial. Este período de perda de gelo coincide com o aumento extremo do nível do mar, sugerindo rápida perda de gelo do manto de gelo da Antártica Ocidental. As cinzas vulcânicas, amostras de gases traço e DNA antigo de bactérias presas no gelo corroboram essa descoberta.

Aprendendo com o Último Interglacial

Os ciclos da era do gelo ocorrem aproximadamente a cada 100, 000 anos devido a mudanças sutis na órbita da Terra em torno do sol. Essas eras glaciais são separadas por períodos interglaciais quentes. O Último Interglacial é o período quente mais recente para o nosso período interglacial atual, o Holoceno.

Embora a contribuição humana para o aquecimento global torne o Holoceno único, O Último Interglacial continua sendo um ponto de pesquisa útil para entender como o planeta responde a mudanças extremas.

"O futuro está indo muito além do alcance de tudo o que vimos observado no registro científico instrumental dos últimos 150 anos, "diz o professor Turney." Temos que olhar mais longe no passado se quisermos gerenciar mudanças futuras. "

Durante o Último Interglacial, os níveis médios globais do mar estavam entre 6m e 9m mais altos do que os dias atuais, embora alguns cientistas suspeitem que isso possa ter atingido 11m.

O aumento do nível do mar no Último Interglacial não pode ser totalmente explicado pelo derretimento da camada de gelo da Groenlândia, o que representou um aumento de 2 milhões, ou a expansão do oceano a partir de temperaturas mais quentes e derretimento das geleiras das montanhas, que parecem ter causado um aumento de menos de 1 milhão.

"Agora temos algumas das primeiras evidências importantes de que a Antártica Ocidental derreteu e levou grande parte da elevação do nível do mar, "diz o professor Turney.

Uma necessidade urgente de minimizar o aquecimento futuro

A gravidade da perda de gelo sugere que a camada de gelo da Antártica Ocidental é altamente sensível ao aquecimento futuro do oceano.

"O manto de gelo da Antártica Ocidental está parado na água, e hoje essa água está ficando cada vez mais quente, "diz o professor Turney, que também é investigador-chefe do Centro de Excelência para Biodiversidade e Patrimônio da Austrália (CABAH) da ARC.

Usando dados obtidos em seu trabalho de campo, a equipe executou simulações de modelo para investigar como o aquecimento pode afetar as plataformas de gelo flutuantes. Essas plataformas atualmente sustentam os mantos de gelo e ajudam a desacelerar o fluxo de gelo para fora do continente.

Os resultados sugerem um aumento de 3,8 m no nível do mar durante os primeiros mil anos de um oceano 2 ° C mais quente. A maior parte do aumento do nível do mar modelado ocorreu após a perda das plataformas de gelo, que entrou em colapso nos primeiros duzentos anos de altas temperaturas.

Os pesquisadores estão preocupados com o fato de que as persistentes altas temperaturas da superfície do mar poderiam levar ao derretimento da camada de gelo da Antártica Oriental, elevando ainda mais os níveis globais do mar.

"Os feedbacks positivos entre o aquecimento do oceano, colapso da plataforma de gelo, e o derretimento do manto de gelo sugere que a Antártica Ocidental pode ser vulnerável a ultrapassar um ponto de inflexão, "frisou a Dra. Zoë Thomas, co-autor e bolsista do ARC Discovery Early Career Research Award (DECRA) na UNSW.

"Quando chega ao ponto de inflexão, apenas um pequeno aumento na temperatura poderia desencadear o derretimento abrupto do manto de gelo e um aumento de vários metros no nível global do mar. "

Atualmente, o consenso do relatório de 2013 do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) sugere que o nível do mar global aumentará entre 40 cm e 80 cm no próximo século, com a Antártica contribuindo apenas com cerca de 5 cm disso.

Os pesquisadores estão preocupados que a contribuição da Antártica possa ser muito maior do que isso.

"Projeções recentes sugerem que a contribuição da Antártica pode ser até dez vezes maior do que a previsão do IPCC, o que é profundamente preocupante, "diz o professor Christopher Fogwill, co-autor e diretor do The Institute for Sustainable Futures da UK University of Keele.

"Nosso estudo destaca que a camada de gelo da Antártica pode estar perto de um ponto de inflexão, que, uma vez passado, pode nos comprometer com uma rápida elevação do nível do mar nos próximos milênios. Isso sublinha a necessidade urgente de reduzir e controlar as emissões de gases de efeito estufa que estão causando o aquecimento hoje. "

Notavelmente, os pesquisadores alertam que esse ponto de inflexão pode estar mais perto do que pensamos.

"O Acordo Climático de Paris compromete-se a restringir o aquecimento global a 2 ° C, idealmente 1,5 ° C, Este século, "diz o professor Turney.

"Nossas descobertas mostram que não queremos chegar perto de 2 ° C de aquecimento."

O professor Turney e sua equipe esperam expandir a pesquisa para confirmar a rapidez com que o manto de gelo da Antártica Ocidental respondeu ao aquecimento e quais áreas foram afetadas primeiro.

"Testamos apenas um local, então não sabemos se foi o primeiro setor da Antártica que derreteu, ou se derreteu relativamente tarde. Como essas mudanças na Antártica impactaram o resto do mundo permanece uma grande incógnita, à medida que o planeta se aquece no futuro ", diz ele.

"Testar outros locais nos dará uma ideia melhor das áreas que realmente precisamos monitorar enquanto o planeta continua a aquecer."